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<h1><center>Redis扩展部分</center></h1>
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作者：行癫（盗版必究）
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## 一：分布式锁简介
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#### 1.简介
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分布式锁：满足分布式系统或集群模式下多进程可见并且互斥的锁
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分布式锁的核心思想就是让大家都使用同一把锁，只要大家使用的是同一把锁，那么我们就能锁住线程，不让线程进行，让程序串行执行，这就是分布式锁的核心思路
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#### 2.分布式锁满足的条件
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可见性：多个线程都能看到相同的结果，注意：这个地方说的可见性并不是并发编程中指的内存可见性，只是说多个进程之间都能感知到的变化
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互斥：互斥是分布式锁的最基本的条件，使得程序串行执行
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高可用：程序不易崩溃，时时刻刻都保证较高的可用性
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高性能：由于加锁本身就让性能降低，所有对于分布式锁本身需要他就较高的加锁性能和释放锁性能
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安全性：安全也是程序中必不可少的一环
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#### 3.常见的分布式锁
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Mysql：本身就带有锁机制，但是由于mysql性能本身一般，所以采用分布式锁的情况下，其实使用mysql作为分布式锁比较少见
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Redis：作为分布式锁是非常常见的一种使用方式，现在企业级开发中基本都使用redis或者zookeeper作为分布式锁，利用setnx这个方法，如果插入key成功，则表示获得到了锁，如果有人插入成功，其他人插入失败则表示无法获得到锁，利用这套逻辑来实现分布式锁
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Zookeeper：也是企业级开发中较好的一个实现分布式锁的方案
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#### 3.设置分布式锁
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```shell
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[root@ xingdian ~]# redis-cli
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127.0.0.1 > SET name xingdian NX EX 10
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# 添加锁 NX是互斥的 EX设置超时时间
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127.0.0.1 > SETNX class cloud
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# 使用SETNX创建互斥锁
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```
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删除
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```shell
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[root@ xingdian ~]# redis-cli
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127.0.0.1 > DEL key
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```
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注意：
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在获取锁时加入过期时间；可以避免服务宕机，然后死锁
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添加释放锁需要判断是否是当前线程，避免锁误删操作
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#### 5.核心思路
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我们利用redis 的setNx方法，当有多个线程进入时，我们就利用该方法，第一个线程进入时，redis 中就有这个key 了，返回了1，如果结果是1，则表示他抢到了锁，那么他去执行业务，然后再删除锁，退出锁逻辑，没有抢到锁的，等待一定时间后重试即可
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<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20231007220404622.png" alt="image-20231007220404622" style="zoom:50%;" />
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#### 6.锁的基本接口
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<img src="https://xingdian-image.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/xingdian-image/image-20231007220504083.png" alt="image-20231007220504083" style="zoom:50%;" />
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## 二：Redis故障的排查思路
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1.了解清楚业务数据流是怎么样的
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2.结合 Redis 监控查看 QPS、缓存命中率、内存使用率等信息
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3.确认机器层面的资源是否有异常
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4.故障时及时上机，使用 redis-cli monitor 打印出操作日志，然后分析
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5.和研发沟通，确认是否有大 Key 在堵塞（大 Key 也可以在日常的巡检中获得）
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6.和组内同事沟通，确实是否有误操作
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7.和运维同事、研发一起排查流量是否正常，是否存在被刷的情况
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## 三：常见的运维故障
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1.超过内存使用后，部分数据被删除——这个有删除策略的，选择适合自己的即可
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2.没开持久化，却重启了实例，数据全掉——记得非缓存的信息需要打开持久化
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3.RDB的持久化需要vm.overcommit_memory=1，否则会有持久化失败
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4.没有持久化情况下，主从，主重启太快，从还没认为主挂的情况下，从会清空自己的数据——人为重启主节点前，先关闭从节点的同步
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## 四：常见面试题
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1.Redis是什么？它有哪些主要特性？
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答案：Redis是一种基于内存的键值存储系统，具有高性能、可持久化、支持多种数据类型和丰富的命令集等特性
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2.Redis的数据类型有哪些？它们的优缺点是什么？
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答案：Redis支持多种数据类型，包括String、Hash、List、Set和Sorted Set等
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String：支持多种操作，如字符串的存储、查找和删除等。但是，不能用于复杂的数据结构
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Hash：支持键值对的存储，可以用于存储复杂的数据结构。但是，查找和删除操作比String慢
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List：支持在头部和尾部添加和删除元素，可以用于实现队列和栈等数据结构。但是，插入和删除元素比String慢
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Set：支持存储不重复的元素，可以用于去重和集合运算等。但是，插入和删除元素比String慢
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Sorted Set：支持存储有序的元素，可以用于实现排行榜等场景。但是，插入和删除元素比String慢
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3.Redis如何实现数据持久化？有哪些持久化策略？
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答案：Redis提供了多种数据持久化策略，包括RDB（Redis Database）和AOF（Append Only File）等。RDB是通过将Redis内存中的数据定期写入到磁盘上来实现数据持久化的。AOF是通过将Redis的写命令追加到一个日志文件中来实现数据持久化的。RDB的优点是写入速度较快，但是数据恢复时间较长；AOF的优点是数据恢复速度快，但是写入速度较慢
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4.Redis的复制机制是如何工作的？如何配置复制？
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答案：Redis的复制机制是通过主从复制来实现的。主从复制是将主节点的数据同步到从节点上，以实现数据的备份和冗余。在配置复制时，需要设置主节点和从节点之间的网络连接参数，如主机名、端口号和密码等
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5.Redis的集群是如何工作的？如何配置集群？
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答案：Redis的集群是通过将多个Redis节点组织成一个分布式系统来实现的。在配置集群时，需要设置节点之间的网络连接参数，如主机名、端口号和密码等。此外，还需要设置集群的配置参数，如节点ID、分片数量和哈希槽分布等
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6.Redis的安全性如何？如何保护Redis免受攻击？
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答案：Redis的安全性主要依赖于密码保护和数据加密等机制。在配置Redis时，可以通过设置密码来限制对Redis的访问。此外，还可以通过使用TLS/SSL等加密协议来保护Redis的数据传输安全
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7.Redis的性能如何？如何优化Redis的性能？
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答案：Redis的性能主要依赖于内存管理和网络通信等机制
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提高Redis内存使用效率，如减少不必要的内存消耗、优化数据结构和算法等
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优化网络通信性能，如使用更高效的协议、提高网络带宽和降低网络延迟等
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提高Redis的并发性能，如增加Redis实例的数量、使用更高效的数据库引擎和缓存策略等
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8.Redis的使用场景有哪些？如何选择合适的Redis部署方式？
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答案：Redis适用于各种高性能的数据存储场景，如缓存、实时分析、消息队列和分布式锁等
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数据量：如果数据量较小，可以选择单机部署；如果数据量较大，可以选择分布式部署
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读写性能：如果读性能较高，可以选择使用缓存来提高性能；如果写性能较高，可以选择使用队列来提高性能
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可用性：如果需要高可用性，可以选择使用主从复制和集群等部署方式
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9.Redis在实际应用中常见的问题有哪些？如何解决这些问题？
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数据丢失：由于网络故障、硬件故障或操作错误等原因，可能导致Redis的数据丢失
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磁盘空间不足：由于数据量过大或缓存策略不当等原因，可能导致Redis的磁盘空间不足
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性能瓶颈：由于网络延迟、内存使用率过高或数据库引擎不适用等原因，可能导致Redis的性能瓶颈
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安全问题：由于密码设置不当、网络攻击或恶意软件等原因，可能导致Redis的安全问题
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在解决这些问题时，可以采取以下几种措施：
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使用数据备份和恢复策略，如RDB和AOF等，防止数据丢失
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优化Redis的缓存策略和数据结构，如使用LRU和TTL等，减少磁盘空间的使用
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优化Redis的网络通信和数据库引擎，如使用更高效的协议和数据库引擎等，提高Redis的性能
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使用安全策略和工具，如设置强密码、使用TLS/SSL和安装安全软件等，保护Redis的安全
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10.关于redis的雪崩、击穿、穿透（见文档）
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